[发明专利]一种结合场地朝向的跟踪式光伏阵列排布方法

说明书

技术领域

本发明属于光伏电站建设技术领域，涉及一种结合场地朝向的跟踪式光伏阵列排布方法。

背景技术

电站选址时，部分建设场地与正南方向会存在一定偏转角，在这类场地中传统的光伏阵列排布朝向多与场地朝向一致，这样的排布方案会减少光伏设备接收到的太阳辐射量，降低光伏电站的发电量。因此，结合场地的朝向特征，以电站全年接收太阳辐射量最大为目标设计跟踪式光伏阵列的优化排布方法，对光伏电站的建设具有重要指导意义。

2013年周长友在文献“周长友，杨智勇，杨胜铭.北坡场地光伏电站阵列间距设计[J].华电技术.2013，35(6)：14-17.”中以传统阵列间距排布方法为基础，在北坡场地结合建筑物朝向角、场地坡度、地势等因素设计了固定式光伏设备的排布方法。2014年张朝辉、李鹏等人在文献“张朝晖，白永祥，焦翠坪等.坡面光伏阵列间距确定[J].电力科学与工程.2014，30(5)：50-55.”中以周长友的研究成果为依据，推导了南坡面上光伏阵列排布间距的计算方法，最终建立了在不同纬度、坡面朝向及坡度的场地中光伏阵列排布间距的参数查找表，指导光伏电站建设。

水平地面上排布光伏设备时，阵列的排布间距是由前排光伏面板的最高点与后排光伏面板最低点之间的高度差得出。而坡面上安装光伏设备与水平面不同，前后排光伏面板的高度差随设备间距变化，因此上述研究成果不能指导水平地面上光伏阵列的排布间距设计。2015年赵大乐在文献“赵大乐，龚春景，王思平等.固定式光伏阵列安装方位角对发电量影响的研究[J].电力与能源.2015，36(5)：666-669”中、粱双在文献“梁双，胡学浩，张东霞，徐连峰.基于综合价值的固定式光伏阵列朝向与倾角优化方法[J].2012，36(20)：39-43”中分别建立了阵列朝向角及其它因素与光伏系统发电量之间的数学关系模型，提出了一种针对固定式光伏阵列设备朝向的优化设计方法。同年，唐亚杰在文献“唐亚杰，袁龙威，支少锋.坡地光伏电站光伏方阵间距设计[J].江苏电机工程.2015，34(3)：58-60.”中提出不同朝向的坡面上固定式光伏阵列的间距计算公式，但这些方法只针对固定式光伏设备，且未考虑场地朝向对光伏阵列排布结果的影响。

综上所述，考虑建设场地实际地形特征的光伏阵列排布方法较少，已有研究成果多数针对坡面上固定式光伏设备的排布而提出；水平面上跟踪式光伏阵列的排布设计不能沿用坡面场地的相关方法，因此，急需研究针对跟踪式光伏阵列在有朝向场地内的合理排布方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种结合场地朝向的跟踪式光伏阵列排布方法，该方法能够结合光伏场地朝向特征实现光伏阵列的合理、优化排布。

为达到上述目的，本发明所述的结合场地朝向的跟踪式光伏阵列排布方法包括以下步骤：

1)设南北方向上光伏设备的阵列式排布间距为d_NS，东西方向上光伏设备的阵列式排布间距为d_WE，光伏阵列朝向角为γ时，南北方向上光伏设备的阵列式排布间距为d_NS'，东西方向上光伏设备的阵列式排布间距为d_WE'，其中，所述光伏阵列朝向角γ为光伏阵列朝向与正南方向的夹角；

2)在[0°,s]的范围内等间距选取m个光伏阵列朝向角γ_i，其中，i＝1,2,…,m，s为场地朝向角，计算光伏阵列朝向角为γ_i时场地内能够排布的光伏设备总台数Q_i，构建数据集(γ_i,Q_i)；并建立光伏阵列朝向角γ_i与可排布光伏设备总台数Q_i之间的关系模型；

3)当光伏阵列朝向角为γ_i时，求解光伏阵列朝向角γ_i与单台光伏设备全年接收太阳辐射量H_single(γ_i)之间的关系模型，得到光伏电站全年接收的太阳辐射量H_total(γ_i)＝Q_iH_single(γ_i)；

4)将H_total(γ_i)最大时对应的光伏阵列朝向角γ_i作为光伏阵列的最佳朝向角γ_opt；